Ontologie w informatyce Jan Andreasik

Definicja Guarino wg R.Trypuz P.Garbacz. Ontologie poza ontologią. KUL 2012

Klasyfikacja ontologii: A. Ontologie wg poziomu abstrakcji : 1.Ontologie ogólne (filozoficzne) 2.Ontologie wysokiego poziomu 3.Ontologie referencyjne 4.Ontologie dziedzinowe (tezaurusy) 5.Ontologie zadaniowe/procesowe 6.Ontologie stosowane (aplikacyjne) B. Ontologie wg stopnia formalizacji: B1: nieformalne: 1.Predefiniowane słownictwo (leksykony) 2.Słowniki 3.Taksonomie 4.Tezaurusy B2: formalne: 1.Oparte na danych (ontologie lekkie) 2.Oparte na logice (wyrażone w języku OWL)

Ontologia ogólna: ontologia formalna Romana Ingardena Świat przedmiotów: 1.Przedmiot indywidualny 2.Przedmiot trwający w czasie: 2.1. Rzecz 2.2. Proces 2.3. Zdarzenie 3.Przedmiot intencjonalny 4.Właściwości: 4.1. cechy względne 4.2. własności zewnętrznie uwarunkowane 4.3. własności nabyte 4.4. własności bezwzględnie własne

Poziomy syntezy w teorii przedmiotu indywidualnego R.Ingardena I Poziom – poziom dziedziny przedmiotowej : „ Każda dziedzina przedmiotowa jest pewną wielością przedmiotów indywidualnych należących do tego samego materialnie określonego najwyższego rodzaju”. II Poziom – struktura przedmiotu indywidualnego (materia, forma, sposób istnienia) III Poziom – definicje: natury konstytutywnej, podmiotu własności (stanów przedmiotu), typu sposobu istnienia IV Poziom – określanie własności (stosunek dwuprzedmiotowy)

Świat Niezwarta dziedzina przedmiotowa Przedmiot indywidualny materiaformaSposób istnienia istota natura konstytutywna materialne uposażenie własności podmiot własności Stan pozytywny Stan negatywny Typy sposobu istnienia Momenty egzystencjalne Pierwotne pochodne Samoistne niesamoistne Samodzielne niesamodzielne Zależne niezależne I poziom syntezy II poziom syntezy III poziom syntezy własność stosunek Więź stosunku forma Więź stosunku materia Człon Stosunku A Człon Stosunku B Nosiciel Przedmiotu A Wykładnik Stosunku lewy Fundamentum relationis Wykładnik Stosunku prawy Nosiciel Przedmiotu B Fundamentum relationis IV poziom syntezy

Poziomy rozwoju sieci internet [ żródło: internet ]

Ontologie wysokiego poziomu: 1.BFO Basic Formal ontology Ontologia BFO opracowana jako nadrzędna aparatura pojęciowa do wykorzystania przy tworzeniu ontologii dziedzinowych w medycynie. Liderem grupy autorów jest amerykański filozof Barry Smith. Przy tworzeniu ontologii Wykorzystano teorie: mereologia (Stanisław Leśniewski), mereotopologia (Alfred Tarski ) Biblioteka ontologii zawiera ponad 130 ontologii dziedzinowych. 2. DOLCE Descriptive Ontology for Linguistic and Cognitive Engineering Ontologia DOLCE opracowana została w Laboratory for Applied Ontology w Trento we Włoszech. Liderem Grupy jest Nicola Guarino. Laboratorium wydaje czasopismo: Applied Ontology. Laboratorium współpracuje z KUL Lublin (Paweł Garbacz, Robert Trypuz)

Ontologie referencyjne służą do definiowania zasobów cyfrowych. Określane są również terminem „good ontologies” gdyz definiują metadane/ mikrodane zasobów cyfrowych. Przykładami ontologii referencyjnych są: 1.Dublin Core - ontologia definiuje metadane cyfrowych zasobów bibliotecznych 2.FOAF Friend of A Friend – ontologia definiowania relacji na portalach społecznościowych 3.Good Relations – ontologia zasobów w handlu internetowym opracowana przez Martina Heppa 4.Music Ontology – ontologia zasobów muzycznych 5.SIOC ontology – ontologia komunikatów w sieciach społecznościowych (forum, blogi, listy mailowe, strony wikis) 6. Marine TLO Ontology – ontologia wysokiego poziomu w dziedzinie gospodarki morskiej

Ontologie dziedzinowe: Ontologie dziedzinowe stanowią tezaurusy wiedzy leksykalnej utworzone w określonej dziedzinie wiedzy. Zorganizowane są w oparciu o ontologię wysokiego poziomu np. BFO lub DOLCE. Największe repozytoria wiedzy zorganizowane są na podstawie własnych ontologii wysokiego poziomu. Do takich repozytoriów można zaliczyć: Repozytorium Cyc : Cyc jest formalną reprezentacją wiedzy dziedzinowej, encyklopedycznej z różnych obszarów ludzkiej działalności : matematyka, logika, geografia, chemia, fizyka, astronomia, ecologia, zoologia, socjologia, prawo, organizacja i zarzadzanie, geografia polityczna, polityka, ekonomia, wojskowość. Tezaurus OntoBeef: Ontologia OntoBeef jest ontologią wołowiny. Powstała w ramach projektu prowadzonego przez Katolicki Uniwersytet Lubelski oraz Polskie Zrzeszenie Producentów Bydła Mięsnego. W ramach realizacji projektu powstało Laboratorium: Laboratory for Agri Food Ontology LAO : które tworzą pracownicy SGGW, Pracownicy Wydziału Filozofii KUL, eksperci dziedzinowi PZPBM. Ontologia OntoBeef zapisana jest w formacie OWL. Wywodzi się z pojęć ontologii wyższego poziomu DOLCE. Zawiera 2,5 tysiąca wzajemnie powiązanych pojęć dotyczących wołowiny. Terminy są podzielone na: obiekty, procesy W jakich te obiekty biorą udział, cechy badane obiektów, skale i miary w jakich dokonuje się opisu pomiaru cech.

Ontologie zadaniowe : Ontologie zadaniowe bazują na terminologii ontologii wyższego poziomu, wykorzystują modele referencyjne danej dziedziny, które są zazwyczaj ujęte w postaci określonych norm. Np.. Norm ISO. Są zorientowane zadaniowo, tzn. są zorientowane na wspomaganie budowy systemów informatycznych przeznaczonych do określonych klas zadań, np. ewidencji danych korporacyjnych (systemy ERP, CRM )lub do modelowania procesów (notacja BPMN). Ontologie zadaniowe publikowane są w postaci dokumentów zawierających specyfikacje terminologii. Takie dokumenty bazujące na języku RDF publikuje konsorcjum W3C: Np. ontologia organizacji: Konsorcjum OMG : publikuje dokumentacje ontologii dziedzinowych bazujące na języku UML. Np. Ontologia finansowa FIBO Financial Industry Business Ontology Foudations Organizacja IEEE : Opracowała system ontologii zadaniowych SUMO: Sugested Upper Merged Ontology SUMO Instytucją wprowadzającą ontologie jest organizacja IEEE. Ontologie zawierają słownictwo dt klas pojęć w dziedzinach wiedzy: komunikacja, geografia, systemy rozproszone, interfejsy, ekonomia, finanse, przemysł samochodowy, produkty przemysłowe, produkty żywnościowe, sport, katalogi sprzedaży, hotele, administracja Taksonomia języków, media, muzyka, militaria, systemy klasyfikacji, transport, lotniska. Ontologie zawierają pojęcia ogólne z danej dziedziny uwzględnione w słowniku WordNet.

Ontologie aplikacyjne: 1.Ontologia przedsiębiorstwa: przykładem ontologii jest ontologia REA (Resource Event Agent) ujęta normą ISO Business operational View Part 4 Business Transaction Scenarios – accounting and economic ontology. Ontologia opracowana została przez prof.W.E.McCartny Z Michigan University jako ontologia rozrachunków w transakcjach biznesowych. Ontologia REA wykorzystywana jest w standardzie TOGAF dt architektury przedsiębiorstwa oraz w formacie ebXML raportów finansowych. 2. Ontologie mikrodanych: przykładem jest ontologia schema.org : Ontologia jest opracowana przez konsorcjum przeglądarek internetowych gogle, bing, yahoo. Służy do znakowania stron internetowych. Oznaczenie stron www znacznikami schema.org pozwala na wyszukiwanie zgodnie z treścią umieszczoną w znacznikach. Polska firma MAKOLAB wprowadziła klasę : „car” do ontologii schema.org wg specyfikacjihttps://makolab.com zamieszczonej w katalogu standardów konsorcjum W3C w języku RDF. Used Cars Ontology Language Reference used cars ontology metadata.

Jan Andreasik Opracowane ontologie: 1.Ontologia przedsiębiorstwa – podejście diagnostyczne. Ontologia została zaimplementowana w systemie SOK-P1 w narzędziu e-barometr do prognozowania kondycji przedsiębiorstw sektora MŚP w Polsce Południowo-Wschodniej. 2. Ontologia metadanych do systemu kontroli procedur medycznych w NFZ. Opracowano wersję pilotażową systemu ControlSem. Ontologia pozwala na tworzenie katalogu zapytań w języku SPARQL. Architekturę systemu oparto na oprogramowaniu TopBraid Composer z edytorem ontologii w języku OWL 3. Ontologia ofert. Prace koncepcyjne wykorzystujące definicje ontologii formalnej Romana Ingardena. 4. Ontologia BHP. Praca dt. definicji ontologii aplikacyjnej do budowy systemu kontroli bezpieczeństwa na podstawie analizy niezgodności.

Enterprise ontology

Diagram of potential taxonomy

Taxonomy diagram for capital potential

Diagram of risk taxonomy

Taxonomy diagram for financial activity risk

Illustration of parameters for sorting according to the ELECTRE TRI method

The "Capital potential - Risk of satisfying the demand for capital" space

Protocol of enterprise position explanation generated by the SOK-P1 system

Ontologia przedsiębiorstwa w edytorze TopBraid Composer

Architecture of ControlSem Fig. 3. ControlSem system Architecture

ControlSem ontology for analysis of the medical procedures Fig. 4. ControlSem class diagram in the TBC editor

ControlSem ontology for analysis of the medical procedures Fig. 5. Organization of the prescriptions’ details class

ControlSem ontology for analysis of the medical procedures Fig. 6. SPARQL query

Processing time of semantic data Chart. 1. Processing times dependig of the database access mode Number of RDF triples Time [h:m:s]

Ontologia systemu bezpieczeństwa i higieny pracy Dr inż. Jan Andreasik

Rodzaje funkcji systemu BHP Funkcja A : wymagania stosowalności przepisów BHP Funkcja B : wymagania sygnalizacji zagrożeń w strefach Funkcja C: wymagania polityki BHP Funkcja D: wymagania zachowań Funkcja E: wymagania działań systemu BHP Wejście A: Dokumenty stanowisk Wyjście A: niezgodności prawne Proces: nadzorowanie dokumentacji i wymagań prawnych Wejście B: Dokumentacja stref zagrożeń Wyjście B: zdarzenia zasygnalizowane Proces B: monitorowanie stanu BHP Wejście C: Cele i wskaźniki polityki BHP Wyjście C: niezgodności z celami polityki BHP Proces C: przeprowadzanie audytów wewnętrznych Wejście D: Karty obserwacji Wyjście D: niezgodności zachowań Proces C: identyfikacja zagrożeń Wejście E: Raporty niezgodności funkcji A,B,C,D Wyjście E: Ocena działań zapobiegawczych i korygujących, naprawczych Proces E: Przeprowadzanie działań korygujących i zapobiegawczych

Funkcja A: wymagania stosowalności przepisów BHP Wejście A: Dokumenty Wyjście A: Niezgodności normatywne Proces: nadzorowanie dokumentacji i wymagań prawnych stanowisko Strefa zagrożeń technologicznych Podzespoły ruchome napędy Źródła zasilania Dokumenty maszyn bariery Zasoby pracy Niezgodności dt. nieaktualności dokumentów Niezgodności dt. braku kwalifikacji Niezgodności dt. braku dokumentów Niezgodności dt stosowalności barier Urządzenia ochronne Sprzęt ochrony osobistej parametry Dokumenty nadzoru Dokumenty operatora Dokumenty stanowiska

Funkcja B: sygnalizacji zagrożeń Aksjomaty rejestracji zdarzeń Wejście B: dokumentacja stref zagrożeń Parametry Proces monitorowania stanu BHP stanowisko Struktura stref zagrożeń Wyjście B: rejestry zdarzeń w strefach Rejestr wydanych komunikatów ostrzegawczych Rejestr przekroczeń stref Rejestr uruchomień barier automatycznych Urządzenia sygnalizacyjne Procedury pomiaru Czynników szkodliwych Przyrządy pomiarowe Klasy stref zagrożeń Parametry strefy danej klasy